學(xué)科重點蛋白分選

真核細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)、蛋白質(zhì)分選與轉(zhuǎn)運真核細(xì)胞在進化上一個顯著特點就是出現(xiàn)了細(xì)胞內(nèi)的區(qū)隔（intracellularcompartment），細(xì)胞質(zhì)被分隔成不同的由膜包裹的區(qū)室，即被膜細(xì)胞器（MembraneBoundOrganelles

）。原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的區(qū)別染色體主要類群細(xì)胞器細(xì)胞核細(xì)胞大小真核細(xì)胞原核細(xì)胞細(xì)菌、藍藻、衣原體、放線菌有核膜，有成形的細(xì)胞核沒有核膜，稱為擬核較?。?μm～10μm）較大（10μm～100μ）有核糖體、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、葉綠體（植物）等只有核糖體有染色體，染色體由DNA和蛋白質(zhì)結(jié)合無染色體，環(huán)狀DNA不與蛋白質(zhì)結(jié)合動物、植物、真菌等真核貼壁內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、胞內(nèi)體和分泌泡等雖然具有各自獨立的結(jié)構(gòu)和功能，但它們之間又緊密相關(guān)，每個細(xì)胞器都作為相互協(xié)調(diào)的功能單位的一部分而發(fā)揮作用。因而被總稱為細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)（endomembranesystem）。Anoverviewofthebiosynthetic/secretoryandendocyticpathwaysthatuniteendomembranesintoadynamic,interconnectednetwork.

EndosymbiosisEvolutionofNuclearMembraneandER從系統(tǒng)發(fā)生來看內(nèi)膜系統(tǒng)起源于質(zhì)膜的內(nèi)陷和內(nèi)共生從個體發(fā)生來看新細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)來源于原有內(nèi)膜系統(tǒng)的分裂，具有核外遺傳的特性。真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中，除去可分辨的細(xì)胞器以外的膠狀物質(zhì)，稱細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（cytoplasmicmatrixorcytomatrix）。本章內(nèi)容第一節(jié)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的涵義與功能第二節(jié)細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)及其功能第三節(jié)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選與膜泡運輸?shù)谝还?jié)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)也被稱為：細(xì)胞液(cellsap)，透明質(zhì)(hyaloplasm)，胞質(zhì)溶膠(cytosol)成分：主要含有與中間代謝有關(guān)的數(shù)千種酶類，與維持細(xì)胞形態(tài)和細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運輸有關(guān)的細(xì)胞質(zhì)骨架。水和無機離子（K、Na、Mg、Ca、Cl)脂、糖、氨基酸、核苷酸及其衍生物蛋白質(zhì)、脂蛋白、多糖、RNA糖原等一些處于貯存狀態(tài)的重要化合物細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的功能

完成各種中間代謝過程如糖酵解過程、磷酸戊糖途徑、糖醛酸途徑等與細(xì)胞質(zhì)骨架相關(guān)的功能維持細(xì)胞形態(tài)、細(xì)胞運動、胞內(nèi)物質(zhì)運輸及能量傳遞等蛋白質(zhì)的修飾、蛋白質(zhì)選擇性的降解蛋白質(zhì)的修飾控制蛋白質(zhì)的壽命降解變性和錯誤折疊的蛋白質(zhì)幫助變性或錯誤折疊的蛋白質(zhì)重新折疊，形成正確的分子構(gòu)象

第二節(jié)細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)及其功能內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體溶酶體一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)K.R.Porter等于1945年發(fā)現(xiàn)于培養(yǎng)的小鼠成纖維細(xì)胞，因最初看到的是位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)部的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，故名內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（endoplasmicreticulum，ER）。真核細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)成員內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmicreticulum,ER)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的基本類型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的化學(xué)組成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的主要功能返回上一層內(nèi)質(zhì)網(wǎng)廣泛分布于除成熟紅細(xì)胞以外的所有真核細(xì)胞中由單層單位膜構(gòu)成的小管、小泡和扁平囊內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜圍成相互連通的腔——內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與核膜外膜相連續(xù)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的分布狀態(tài)和數(shù)量多少與細(xì)胞的生理功能相關(guān)，執(zhí)行分泌功能的細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)發(fā)達內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmicreticulum,ER)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的基本類型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的組成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能真核細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)成員內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的基本類型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)包括粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(rER)和光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(sER)兩種類型；rER的形態(tài)主要為扁平囊狀，膜上結(jié)合核糖體，腔內(nèi)有特殊可溶性蛋白；sER的形態(tài)主要為小管、小泡，膜表面沒有核糖體結(jié)合；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與蛋白質(zhì)和脂類的合成有關(guān)。rERsER微粒體(microbody)

細(xì)胞勻漿后，粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)扁囊形成小的封閉囊泡稱為微粒體(A)，光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)碎裂的小泡缺乏核糖體，稱為光面微粒體(B)。密度梯度離心法制備微粒體2、結(jié)構(gòu)和組成形態(tài)結(jié)構(gòu)ER由封閉的膜系統(tǒng)及其形成的腔構(gòu)成的相互溝通的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。它從核膜延伸至細(xì)胞質(zhì)中，靠近細(xì)胞質(zhì)內(nèi)側(cè)。ER的膜占細(xì)胞膜系統(tǒng)的一半所包圍的體積占細(xì)胞總體積的10%超薄和掃描電鏡觀察的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上部介透射電鏡照片,下部是掃描電鏡照片粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)呈扁平囊狀，排列整齊光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)呈分支管狀或小泡狀特征：大大增加了細(xì)胞內(nèi)膜的表面積，為多種酶體系提供了大面積的結(jié)合位點。完整的封閉體系將其上合成的物質(zhì)與細(xì)胞基質(zhì)中合成的物質(zhì)分隔開，利于它們的加工和運輸，組成：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是膜囊結(jié)構(gòu)，所以構(gòu)成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的主要化學(xué)成份是蛋白質(zhì)和脂。葡萄糖-6-磷酸酶，普遍存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，被認(rèn)為是標(biāo)志酶2、結(jié)構(gòu)和組成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmicreticulum,ER)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的基本類型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的組成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能微粒體(microsome)：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的一種特化類型在細(xì)胞勻漿和差速離心過程中獲得的由破碎的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)自我融合形成的近似球形的膜囊泡狀結(jié)構(gòu)。在體外實驗中,具有蛋白質(zhì)合成、蛋白質(zhì)糖基化和脂類合成等內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的基本功能。真核細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)成員內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的主要功能蛋白質(zhì)合成；脂類的合成；蛋白質(zhì)的修飾與加工；新生多肽鏈的折疊與裝配；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的其他功能：肌漿網(wǎng)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能：脂類合成類固醇激素的合成脫毒作用糖原分解釋放葡萄糖調(diào)節(jié)鈣功能粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能：蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)的修飾和加工新生肽鏈的折疊和裝配脂質(zhì)的合成幾乎全部的膜脂都由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)來合成，如磷脂（磷脂酰膽堿）、膽固醇將膽固醇氧化、還原、水解,轉(zhuǎn)變成各種類固醇激素。合成：磷脂合成酶是ER膜整合蛋白，活性位點朝向cytosol，因而磷脂的合成都是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的胞質(zhì)溶膠面進行(seenext)。在光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的磷脂先作為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的構(gòu)成部分，然后再轉(zhuǎn)運給其他的膜。光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能Thesynthesisofphosphatidylcholine.Thisphospholipidissynthesizedfromfattyacyl-coenzymeA(fattyacylCoA),glycerol3-phosphate,andcytidine-bisphosphocholine(CDP-choline)脂質(zhì)的合成轉(zhuǎn)位：在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的磷脂幾分鐘之后就由胞質(zhì)溶膠面轉(zhuǎn)向膜的另一面，即內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔面,磷脂的轉(zhuǎn)位是由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中磷脂轉(zhuǎn)位蛋白(phospholipidtranslocator)或稱翻轉(zhuǎn)酶（flippase）幫助的。轉(zhuǎn)運:

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的磷脂向其它膜的轉(zhuǎn)運有兩種方式：出芽(budding)：ER→GC、Ly、PM磷脂轉(zhuǎn)換蛋白(phospholipidexchangeproteins,PEP）：磷脂分子+PEP→細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)→靶膜（線粒體、過氧化物酶體的膜）(seenext)光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能糖原分解與游離葡萄糖釋放在肝細(xì)胞中,糖原裂解釋放葡萄糖-1-磷酸,然后再轉(zhuǎn)變成葡萄糖-6-磷酸,由于磷酸化的葡萄糖不能通過細(xì)胞質(zhì)膜,光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的葡萄糖-6-磷酸酶將葡萄糖-6-磷酸水解為葡萄糖和磷酸后,葡萄糖就可穿過細(xì)胞質(zhì)膜進入血液光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能解毒作用(detoxification)肝細(xì)胞中的光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)很豐富，其中含有一些酶，用以清除脂溶性廢物和代謝產(chǎn)生的有害物質(zhì)。如細(xì)胞色素P-450家族酶系能使聚集在光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的不溶于水的廢物或代謝產(chǎn)物羥基化而完全溶于水轉(zhuǎn)運出細(xì)胞進入尿液中。光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能貯Ca2+功能：肌質(zhì)網(wǎng)(sarcoplasmicreticullum)是肌細(xì)胞內(nèi)特化的光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng),是貯存Ca2+的細(xì)胞器。光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能蛋白質(zhì)合成場所TranslocationofsolubleproteinsacrossER粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能蛋白質(zhì)的合成向細(xì)胞外分泌的蛋白質(zhì)膜的整合蛋白質(zhì)細(xì)胞器中可溶性駐留蛋白質(zhì)（solubleproteinsthatresidewithincompartmentsoftheendomembranesystem）蛋白合成途徑蛋白的分選

分泌蛋白的信號假說

細(xì)胞中蛋白質(zhì)的合成都起始于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中“游離”的核糖體，一些蛋白起始合成不久便轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上繼續(xù)合成，另一些則停留在胞質(zhì)核糖體上合成。

決定轉(zhuǎn)移的因素是什么？

１９７５年，Ｇ．Ｂｌｏｂｅｌ依據(jù)實驗提出了分泌蛋白的信號假說理論：分泌蛋白的N端序列是信號序列（肽），指導(dǎo)分泌蛋白到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成，在蛋白合成結(jié)束之前信號肽被切除。信號假說的提出Blobel及其同事在上世紀(jì)60年代末，利用免疫球蛋白重鏈mRNA進行(離體)無細(xì)胞體系合成實驗，發(fā)現(xiàn)：(1)如果在離體體系加入微粒體，新生多肽可進入微粒體內(nèi)；(2)進入微粒體的多肽較無微粒體體系合成的多肽在氨基端截斷了一段。他們認(rèn)為這段多肽起到了某種信號作用，由此提出了信號假說。信號假說的提出Blobel及其同事在上世紀(jì)60年代末，利用免疫球蛋白重鏈mRNA進行(離體)無細(xì)胞體系合成實驗，發(fā)現(xiàn)：(1)如果在離體體系加入微粒體，新生多肽可進入微粒體內(nèi)；(2)進入微粒體的多肽較無微粒體體系合成的多肽在氨基端截斷了一段。他們認(rèn)為這段多肽起到了某種信號作用，由此提出了信號假說。核糖體展示技術(shù)基因控制生物性狀指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)體現(xiàn)者基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過程，叫基因的表達。問題：基因是怎樣指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成呢？AG

T

AC

AAAT

UCAUGUUUAmRNA細(xì)胞質(zhì)

細(xì)胞核

核孔DNAmRNA在細(xì)胞核中合成UCAUGUUUAmRNAAUGGAUAUCmRNA？甲硫氨酸CUA反密碼子核糖體UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天門冬酰氨AUG

異亮氨酸

tRNA將氨基酸轉(zhuǎn)運到mRNA上的相應(yīng)位置UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天門冬酰氨AUG

異亮氨酸

兩個氨基酸分子縮合縮合UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天門冬酰氨AUG

異亮氨酸

核糖體隨著

mRNA滑動.

另一個

tRNA上的堿基與mRNA上的密碼子配對.

UCAUGAUUA

亮氨酸ACU

天門冬酰氨AUG

異亮氨酸

一個個氨基酸分子縮合成鏈狀結(jié)構(gòu)UCAUGAUUA

亮氨酸ACU

天門冬酰氨AUG

異亮氨酸t(yī)RNA離開，再去轉(zhuǎn)運新的氨基酸UCAUGAUUA

亮氨酸

天門冬酰氨

異亮氨酸以mRNA為模板形成了有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)體外核糖體展示肽庫構(gòu)建與篩選原理示意圖體外轉(zhuǎn)錄和翻譯

體外表達可以利用來自原核的E.coliS30無細(xì)胞蛋白質(zhì)合成系統(tǒng),或真核的兔網(wǎng)織紅細(xì)胞裂解液和麥胚提取物的蛋白質(zhì)合成系統(tǒng),至于何種系統(tǒng)更適合,目前尚有爭議.體外轉(zhuǎn)錄與體外翻譯可以偶聯(lián)進行,也可以分別進行.目前,已有以DNA為模板的體外蛋白翻譯系統(tǒng)和以RNA為模板的體外轉(zhuǎn)錄與翻譯偶聯(lián)的商用系統(tǒng)問世。①親和篩選分為固相篩選和液相篩選，主要有ELISA和磁珠法。Hanes等認(rèn)為,ELISA方法中，抗原包被在塑料表面上，而塑料表面的疏水作用有可能會影響吸附蛋白的空間構(gòu)象，從而導(dǎo)致篩選出的抗體分子不能識別抗原的天然表位;磁珠法是在抗原上連接捕獲標(biāo)簽，如生物素，然后在形成抗原-抗體復(fù)合物后,采用磁珠-鏈霉親和素捕獲該標(biāo)簽,進行親和篩選。SRP受體核糖體受體蛋白質(zhì)移位子mRNAtRNASRP蛋白質(zhì)合成裝置通過SRP與其受體的結(jié)合移位到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上信號肽與SRP結(jié)合導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成暫停SRP解離再循環(huán)蛋白質(zhì)合成繼續(xù)，并開始轉(zhuǎn)位信號肽信號假說與蛋白質(zhì)合成Blobel及其同事在上世紀(jì)60年代末，利用免疫球蛋白重鏈mRNA進行(離體)無細(xì)胞體系合成實驗，發(fā)現(xiàn)：(1)如果在離體體系加入微粒體，新生多肽可進入微粒體內(nèi)；(2)進入微粒體的多肽較無微粒體體系合成的多肽在氨基端截斷了一段。他們認(rèn)為這段多肽起到了某種信號作用，由此提出了信號假說。

游離核糖體如何成為結(jié)合核糖體？新生多肽鏈?zhǔn)侨绾未┰絻?nèi)質(zhì)網(wǎng)膜？

信號假說與信號肽(signalpeptide)信號肽存在于分泌蛋白N－端或跨膜蛋白多肽鏈內(nèi)部；由大約16～30個疏水氨基酸殘基組成；可被細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的信號識別顆粒(SRP)特異識別并結(jié)合。信號假說：蛋白質(zhì)的合成起始于細(xì)胞質(zhì)溶膠中的核糖體，通過新生肽鏈上的信號肽將核糖體引導(dǎo)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上，并在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中完成蛋白質(zhì)的合成，而信號肽本身則在蛋白質(zhì)合成完成之前就被內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的信號肽酶切除。

一、蛋白的分選蛋白的信號：信號序列（signalsequence）：存在于蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)上的線性序列，通常15-60個氨基酸殘基，每一種信號序列決定特殊的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運方向。信號斑（signalpatch）：存在于完成折疊的蛋白質(zhì)中，構(gòu)成信號斑的信號序列之間可以不相鄰，折疊在一起構(gòu)成蛋白質(zhì)分選的信號。信號肽(signalpeptide)

信號肽存在于分泌蛋白、溶酶體酶蛋白的N－端或跨膜蛋白多肽鏈內(nèi)部，跨膜蛋白內(nèi)部的信號肽還兼有停止轉(zhuǎn)運序列功能；信號肽由大約18～30個疏水氨基酸殘基組成，可被細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的信號識別顆粒(SRP)特異識別并結(jié)合，從而引起新生多肽鏈合成暫停。返回信號肽的結(jié)構(gòu)

信號肽的一級序列信號肽一級序列由疏水核心（h）、C端（c）和N端（n）三個區(qū)域構(gòu)成。以血清白蛋白和HIV-1型病毒的糖蛋白gp160信號肽為例，顯示出兩者的n區(qū)長度明顯不同信號假說的組成成分信號肽（ｓｉｇｎａｌｐｅｐｔｉｄｅ）；位于分泌蛋白N端，由１６～30個氨基酸組成，分為N端、疏水核心區(qū)及Ｃ端。信號識別顆粒（ＳＲＰ）：能識別信號肽的蛋白，由６條多肽和一個７ＳＲＮＡ組成的復(fù)合物。信號識別蛋白受體（SRP受體或停泊蛋白DP）：為SRP受體，位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上。信號識別顆粒(signalrecognitionparticles,SRP)

信號識別顆粒(SRP)存在于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，由6種多肽亞單位和小分子量的細(xì)胞質(zhì)RNA(7SLRNA)組成，其化學(xué)本質(zhì)是一種RNP。SRP具有三個功能區(qū)：信號肽結(jié)合位點、翻譯暫停區(qū)和SRP受體結(jié)合區(qū)。SRP可識別新生多肽鏈上的信號肽，并與蛋白質(zhì)合成機器結(jié)合而致蛋白質(zhì)合成暫停。SRP可被ER膜上的SRP受體特異識別、結(jié)合。返回信號識別顆粒（signal-recognitionparticle，SRP)SRPcomprisesone300-nucleotideRNAandsixproteinsdesignatedP9,P14,P19,P54,P68,andP72.(Thenumberindicatesthemolecularweightx10-3).核糖體受體(ribosomalreceptor,Ribophorin)

核糖體受體亦稱核糖體連接蛋白(ribophorin)，是ER膜上一種特異的糖蛋白，是位于ER膜上細(xì)胞質(zhì)面的膜整合蛋白。核糖體受體可分為兩種類型：I型(mw.65kd)和II型(mw.63kd)。通過核糖體大亞基上的膜結(jié)合位點，介導(dǎo)核糖體與ER膜結(jié)合。返回SRP受體核糖體受體蛋白質(zhì)移位子mRNAtRNASRP蛋白質(zhì)合成裝置通過SRP與其受體的結(jié)合移位到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上信號肽與SRP結(jié)合導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成暫停SRP解離再循環(huán)蛋白質(zhì)合成繼續(xù)，并開始轉(zhuǎn)位信號肽信號假說與蛋白質(zhì)合成Blobel及其同事在上世紀(jì)60年代末，利用免疫球蛋白重鏈mRNA進行(離體)無細(xì)胞體系合成實驗，發(fā)現(xiàn)：(1)如果在離體體系加入微粒體，新生多肽可進入微粒體內(nèi)；(2)進入微粒體的多肽較無微粒體體系合成的多肽在氨基端截斷了一段。他們認(rèn)為這段多肽起到了某種信號作用，由此提出了信號假說。

游離核糖體如何成為結(jié)合核糖體？新生多肽鏈?zhǔn)侨绾未┰絻?nèi)質(zhì)網(wǎng)膜？蛋白質(zhì)合成后信號肽被酶切除

核糖體在蛋白質(zhì)合成啟動后，由mRNA在特定的信號順序編碼首先合成一段肽鏈－信號肽，它作為與rER膜結(jié)合的“引導(dǎo)者”指引核糖體與rER膜結(jié)合，并決定新生肽鏈插入膜內(nèi)進入內(nèi)腔，起協(xié)同翻譯的轉(zhuǎn)運作用。信號識別顆粒(SRP)是一種核糖體酸蛋白質(zhì)復(fù)合體，存在于細(xì)胞質(zhì)中。當(dāng)信號肽露出核糖體，SRP的疏水部分與信號肽疏水部分結(jié)合，另一部分與核糖體結(jié)合，肽鏈合成暫時停止。SRP－信號肽－核糖體復(fù)合物收SRP介導(dǎo)引向rER膜上受體，并與之結(jié)合。當(dāng)核糖體接觸到rER膜面時，大亞基即附著在膜上轉(zhuǎn)位裝置上，可能由于蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)位裝置各成分的集聚，形成膜通道使新生肽鏈插入rER腔。結(jié)合后暫時停止的肽鏈合成又恢復(fù)，新生肽鏈尾隨信號肽續(xù)延伸。當(dāng)信號肽的作用完成后，即被內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的信號肽酶切除，肽鏈繼續(xù)合成延伸。當(dāng)遇到終止密碼時，蛋白質(zhì)合成終止。新生肽鏈完全轉(zhuǎn)入rER腔。與此同時，核糖體大小亞基分離，大亞基從rER膜上脫離，游離在胞質(zhì)中以供循環(huán)使用。信號假說與新生多肽鏈的跨內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜行為信號假說多肽鏈開始在游離核糖體上合成，信號密碼子轉(zhuǎn)譯信號肽（約有15-30個氨基酸)；信號識別蛋白（signalrecognitionprotein，SRP）識別正在合成信號肽的核糖體，并與之結(jié)合，多肽鏈合成暫停；SRP與ER膜上的SRP受體（又稱停泊蛋白）結(jié)合，多肽鏈合成繼續(xù)。SRP脫離釋放返回基質(zhì)重復(fù)利用。(此步消耗ＧＴＰ）．信號肽與ER膜上的易位子作用并使ER形成通道，合成的多肽鏈通過通道進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)池。（ｒＥＲ上的蛋白復(fù)合體，直徑８.５ｎｍ，中心為２ｎｍ的通道，主要成分是Ｓｅｃ６１ｐ蛋白）．信號肽被位于ER膜內(nèi)表面的信號肽酶（Signalpeptidase）切掉。多肽鏈繼續(xù)伸長，直至合成完畢。在一種分離因子作用下，通道封閉蛋白轉(zhuǎn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成示意圖多肽鏈開始在游離核糖體上合成，信號密碼子轉(zhuǎn)譯信號肽信號識別蛋白識別并結(jié)合正在合成信號肽的核糖體，多肽鏈合成暫停；SRP與ER膜上的SRP受體（又稱停泊蛋白）結(jié)合，多肽鏈合成繼續(xù)。與ER膜上的易位子作用并使ER形成通道，合成的多肽鏈進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)池。信號肽被位于ER膜內(nèi)表面的信號肽酶（Signalpeptidase）切掉。不同類跨膜蛋白所含這兩種序列的情況及其合成情況：

一次跨膜的蛋白，開始轉(zhuǎn)移序列位于N’端，且N端進入ER腔內(nèi)

這類的停止轉(zhuǎn)移序列位于膜鏈內(nèi)部。停止序列及其之前部分的合成和轉(zhuǎn)移與分泌蛋白相同。其開始序列即信號肽最后亦被切除分解。但停止序列以后的肽鏈一般都不轉(zhuǎn)移進ER腔。共轉(zhuǎn)移與后轉(zhuǎn)移共轉(zhuǎn)移：肽鏈邊合成邊轉(zhuǎn)移的方式由于信號肽又是引導(dǎo)肽鏈進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的一段序列，又稱開始轉(zhuǎn)移序列（starttransfer

sequence）；起始轉(zhuǎn)移序列——信號肽停止轉(zhuǎn)移系列——與膜緊密結(jié)合不轉(zhuǎn)移至ER腔的序列

起始轉(zhuǎn)移序列和停止轉(zhuǎn)移系列決定蛋白的跨膜情況后轉(zhuǎn)移：蛋白合成完成后再轉(zhuǎn)移的方式如線粒體蛋白其指導(dǎo)轉(zhuǎn)移的序列稱導(dǎo)肽轉(zhuǎn)移序列與蛋白的跨膜結(jié)構(gòu)

多次跨膜蛋白與單次跨膜蛋白的不同之處是，它們有多個“開始序列”和“停止序列”。

信號肽的一級結(jié)構(gòu)10-15α-螺旋蛋白質(zhì)的修飾與加工包括糖基化、羥基化、酰基化、二硫鍵形成等，其中最主要的是糖基化，幾乎所有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的蛋白質(zhì)最終被糖基化。糖基化的作用：使蛋白質(zhì)能夠抵抗消化酶的作用；賦予蛋白質(zhì)傳導(dǎo)信號的功能；某些蛋白只有在糖基化之后才能正確折疊。在進化上，寡糖鏈具有一定的剛性，從而限制了其它大分子接近細(xì)胞表面的膜蛋白，這就可能使真核細(xì)胞的祖先具有一個保護性的外被，同時又不象細(xì)胞壁那樣限制細(xì)胞的形狀與運動。粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上進行N-連接的糖基化。N-連接的糖基化（N-linkedglycosylation）：與天冬酰胺殘基的NH2連接，糖為N-乙酰葡糖胺。ProteinglycosylationinRER粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能新生多肽的折疊與裝配二硫鍵異構(gòu)酶（proteindisulfideisomerase，PDI：ER駐留蛋白）催化新合成的蛋白形成和改組二硫鍵，形成正確的折疊狀態(tài)。分子伴侶BiP（Bindingprotein）識別錯誤折疊的蛋白或未裝配好的蛋白亞單位，并促進重新折疊與裝配。不能正確折疊的畸形肽鏈或未裝配成寡聚體的蛋白質(zhì)亞單位，不能進入高爾基體。這些多肽一旦被識別，便從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔轉(zhuǎn)至細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（通過Sec61p復(fù)合體），被蛋白酶體（proteasomes－protein-degradingmachine）所降解。（seenext）粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能裝配輔助因子分子伴侶（molecularchaperones）：細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)分子可以識別正在合成的多肽或部分折疊的多肽并與多肽的某些部位相結(jié)合，從而幫助這些多肽轉(zhuǎn)運、折疊或裝配，這一類分子本身并不參與最終產(chǎn)物的形成，因此稱為分子“伴侶”。

放射自顯影技術(shù)追蹤分泌蛋白轉(zhuǎn)運途徑粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能

分泌蛋白質(zhì)的合成

1.信號肽引導(dǎo)核糖體結(jié)合到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜

2.新生肽鏈到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的跨膜轉(zhuǎn)運

3.蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)的折疊

4.蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)的糖基化

5.蛋白質(zhì)由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向高爾基復(fù)合體的運輸

膜整合蛋白質(zhì)的嵌插機制附著型核糖體

粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能之一：蛋白質(zhì)的合成附著型核糖體是如何附著到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的？分泌蛋白駐留蛋白膜蛋白內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的新生蛋白質(zhì)是如何轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)網(wǎng)腔中的？

核糖體由兩個亞基構(gòu)成，在不進行蛋白質(zhì)合成時，它們各自游離于細(xì)胞質(zhì)中；核糖體有兩種狀態(tài)：游離核糖體和附著核糖體。蛋白質(zhì)合成都起始于胞質(zhì)溶膠，mRNA與核糖體大小亞基形成游離核糖體，隨著蛋白質(zhì)合成過程的進行，有些游離核糖體會貼附于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上成為附著核糖體，有些則仍然保持游離狀態(tài)WithsignalsequenceWithoutsignalsequenceThetypesofproteins(BB)Thetypesofproteins(BB)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能之二：蛋白質(zhì)的折疊與裝配分子伴侶：這類蛋白能特異性地識別新生肽鏈或部分折疊的多肽并與之結(jié)合，幫助這些多肽正確折疊形成高級結(jié)構(gòu)，但其本身并不參與最終產(chǎn)物的形成，只起陪伴作用。分子伴侶還能檢查多肽的折疊狀態(tài)，可以識別并結(jié)合錯誤折疊的多肽，把它們滯留在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的分子伴侶具有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)駐留信號(KDEL)，能夠長期、穩(wěn)定地停留在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中。幾種典型的蛋白分選信號信號功能信號序列蛋白進入ER+H3N-Met-Met-Ser-Phe-Val-Ser-Leu-Ler-Leu-Val-Gly-Ile-Leu-Phe-Trp-Ala-Thr-Glu-Ala-Glu-Gln-Leu-Thr-Lys-Cys-Glu-Val-Phe-Gln-滯留在ER中Lys-Asp-Glu-Leu-COO-蛋白進入線粒體H3N-Met-Leu-Ser-Leu-Arg-Gln-Ser-Ile-Arg-Phe-Phe-Lys-Pro-Ala-Thr-Arg-Thr-Leu-Cys-Ser-Ser-Arg-Tyr-Leu-Leu-進入細(xì)胞核Pro-Pro-Lys-Lys-Arg-Lys-Val進入過氧化物酶體Ser-Lys-Leu-粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能之三：蛋白質(zhì)的糖基化內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的N-連接糖基化內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)蛋白質(zhì)的糖基化發(fā)生在特異性的三肽序列：Asn-X-Thr/Ser(X示任意氨基酸)糖基結(jié)合在該序列中Asn的-NH2上，這一過程稱為N-連接糖基化。粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能之四：蛋白質(zhì)的胞內(nèi)運輸分泌性蛋白、駐留蛋白、跨膜蛋白進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)網(wǎng)腔或成為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)跨膜蛋白后，將會被包裝形成膜泡，并由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)出芽，轉(zhuǎn)運至高爾基體。粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白質(zhì)的合成蛋白質(zhì)的糖基化修飾蛋白質(zhì)的折疊與裝配脂質(zhì)、類固醇激素的合成糖原的代謝解毒作用

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmicreticulum,ER)Ca2＋儲存場所內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的化學(xué)組成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的基本類型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能蛋白質(zhì)的胞內(nèi)運輸內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)高爾基體高爾基體（Golgibody），也稱高爾基器(Golgiapparatus)或高爾基復(fù)合體(Golgicomplex)最早發(fā)現(xiàn)于1855年，1889年，Golgi用銀染法，在貓頭鷹的神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)觀察到了清晰的結(jié)構(gòu)，因此定名為高爾基體。20世紀(jì)50年代以后才正確認(rèn)識它的存在和結(jié)構(gòu)。1909年諾貝爾獎。GolgiApparatusinaplantparenchymacellfromSauromatumguttatum(TEMx145,700).真核細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)成員返回上一層高爾基體(Golgicomplex,Golgi)高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)高爾基體的化學(xué)組成高爾基體的主要功能

高爾基復(fù)合體(Golgicomplex)廣泛分布于除成熟紅細(xì)胞以外的所有真核細(xì)胞中由單層膜構(gòu)成的囊泡結(jié)構(gòu)復(fù)合體按囊泡形態(tài)可為三個組成部分：

1、扁平囊泡（主體結(jié)構(gòu)）

2、小囊泡（位于順面）

3、大囊泡（位于反面）是一個具有極性的細(xì)胞器，可分為順面高爾基網(wǎng)絡(luò)（小囊泡）、中間膜囊（扁平囊泡）和反面高爾基網(wǎng)絡(luò)（大囊泡）不同類型的細(xì)胞有不同的分布形式高爾基復(fù)合體的形態(tài)結(jié)構(gòu)高爾基復(fù)合體的化學(xué)組成高爾基復(fù)合體的功能高爾基復(fù)合體的形態(tài)高爾基復(fù)合體由一層單位膜構(gòu)成，其基本形態(tài)包括小囊泡、扁平囊和大囊泡，按極性分布可分為順面高爾基網(wǎng)絡(luò)、中間膜囊及反面高爾基網(wǎng)絡(luò)，每個區(qū)都有獨特的酶，執(zhí)行特定的功能。

大囊泡

小囊泡

扁平囊高爾基復(fù)合體的形態(tài)

高爾基體由一層單位膜構(gòu)成，其基本形態(tài)包括小泡、扁平囊和大泡。根據(jù)現(xiàn)代研究，一般把它分為順面高爾基網(wǎng)絡(luò)、扁平囊區(qū)以及反面高爾基網(wǎng)絡(luò)，中間的扁平囊區(qū)又可分為順面扁囊、中間扁囊和反面扁囊，每個生化區(qū)室都具有獨特的酶系，執(zhí)行特定的功能。1、形態(tài)和組成CGN最內(nèi)側(cè)稱高爾基體順面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（cisGolginetwork，CGN），呈相互連接的管網(wǎng)結(jié)構(gòu)（interconnectednetworkoftubules）,是高爾基體的入口區(qū)域。DiagramofGolgibody.Vesiclesarriveatthecisfaceandleavefromtransface.Theinternalcompartmentofeachmembranesaciscalleda“cisterna”(pl.cisternae).GolgiStack：高爾基體的主體由一系列大的、扁平膜囊和管道組成，形成不同間隔，但功能上是連續(xù)的?？煞譃轫樏婺つ遥╟iscisternae）、中間膜囊（medialcisternae）和反面膜囊（transcisternae）。多數(shù)糖基化修飾、糖脂的形成以及與高爾基體有關(guān)的多糖的合成都發(fā)生在此。1、形態(tài)和組成TGN：反面最外測稱高爾基體反面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（transGolginetwork，TGN），呈管網(wǎng)狀，并有囊泡與之相連。是高爾基體的出口區(qū)域，功能是參與蛋白質(zhì)的分類與包裝，最后輸出。1、形態(tài)和組成高爾基復(fù)合體的形態(tài)結(jié)構(gòu)高爾基復(fù)合體的化學(xué)組成高爾基復(fù)合體的功能

高爾基復(fù)合體(Golgicomplex)同普通生物膜一樣，高爾基復(fù)合體也是由脂類和蛋白質(zhì)組成高爾基復(fù)合體的酶：糖基轉(zhuǎn)移酶(標(biāo)志酶)種類功能糖基轉(zhuǎn)移酶參與糖蛋白合成唾液酸轉(zhuǎn)移酶、UDP-半乳糖:N-乙酰葡萄糖胺半乳糖基轉(zhuǎn)移酶、糖蛋白-半乳糖轉(zhuǎn)移酶，等磺基糖基轉(zhuǎn)移酶參與糖脂合成半乳糖腦苷脂硫酸轉(zhuǎn)移酶、CMP-NANA:GM1唾液酸基轉(zhuǎn)移酶、CMP-NANA:唾液酸基轉(zhuǎn)移酶，等轉(zhuǎn)移酶參與磷脂合成溶血卵磷脂?；D(zhuǎn)移酶、磷脂甘油磷脂酰轉(zhuǎn)移酶，等氧化還原酶NADH-細(xì)胞色素c還原酶、NADPH-細(xì)胞色素還原酶，等磷酸酶5-核苷酸酶、腺苷三磷酸酶、硫胺素焦磷酸酶，等激酶酪蛋白磷酸激酶，等甘露糖苷酶-甘露糖苷酶，等磷脂酶磷脂酶A1、磷脂酶A2高爾基體的酶2、高爾基體的功能蛋白質(zhì)運輸和分選（sorting）蛋白質(zhì)修飾水解糖基化硫酸化：蛋白聚糖膜循環(huán)：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的脂質(zhì)一部分轉(zhuǎn)移至高爾基體后，經(jīng)過修飾和加工，形成運輸泡，向細(xì)胞膜和溶酶體膜等部位運輸。高爾基體的主要功能是將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的多種蛋白質(zhì)進行加工、分類與包裝，然后分門別類地運送到細(xì)胞特定的部位或分泌到細(xì)胞外蛋白質(zhì)化學(xué)修飾兩種類型的糖基化：N-連接型糖基化和O-連接型糖基化；糖蛋白的精細(xì)加工；充分體現(xiàn)糖蛋白的多樣性。

高爾基體中蛋白質(zhì)糖基化發(fā)生在扁平囊的非胞質(zhì)面，核苷酸單糖通過載體蛋白進入高爾基體扁平囊，在特異的糖基轉(zhuǎn)移酶作用下，連接到多肽鏈中的Ser/Thr/HyLys/HyPro殘基的-OH上(故稱為O-連接型糖基化)，最后加入唾液酸殘基。除糖蛋白外，蛋白聚糖的裝配也在高爾基體進行的。高爾基體對糖蛋白的精細(xì)加工2、高爾基體的功能O-連接的糖基化

O-連接的糖基化在高爾基體中進行，糖的供體為核苷糖（半乳糖或N-乙酰半乳糖胺）。將糖鏈轉(zhuǎn)移到多肽鏈的絲氨酸、蘇氨酸或羥賴氨酸的羥基上。N-連接的寡聚糖進一步加工內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上：磷酸多萜醇上的糖基轉(zhuǎn)移到多肽的天冬酰胺（Asn）上高爾基體：加工，切除葡萄糖和部分甘露糖分子，添加特定的單糖，形成成熟的糖蛋白高爾基復(fù)合體對糖蛋白的精細(xì)加工高爾基復(fù)合體的每個扁囊都具有自己獨特的糖基轉(zhuǎn)移酶，蛋白質(zhì)每經(jīng)過一個扁囊都進行了一次加工。對糖蛋白而言，這種加工主要是去除某些單糖殘基，加入另外一些單糖分子，從而表現(xiàn)出糖蛋白的多樣性。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體高爾基體中的蛋白質(zhì)糖基化

高爾基體中蛋白質(zhì)糖基化發(fā)生在扁平囊的非胞質(zhì)面，核苷酸單糖通過載體蛋白進入高爾基體扁平囊，在特異的糖基轉(zhuǎn)移酶作用下，連接到多肽鏈中的Ser/Thr/HyLys/HyPro殘基的-OH上(故稱為O-連接型糖基化)，最后加入唾液酸殘基。除糖蛋白外，蛋白聚糖的裝配也在高爾基體進行的。真核細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)成員高爾基體的主要功能蛋白質(zhì)化學(xué)修飾蛋白質(zhì)加工改造蛋白質(zhì)分揀運輸生物膜成分更新蛋白質(zhì)在高爾基體中酶解加工無生物活性的蛋白原（proprotein）高爾基體切除N-端或兩端的序列成熟的多肽。如胰島素、胰高血糖素及血清白蛋白等。蛋白質(zhì)前體高爾基體水解同種有活性的多肽，如神經(jīng)肽等。含有不同信號序列的蛋白質(zhì)前體高爾基體加工成不同的產(chǎn)物。同一種蛋白質(zhì)前體不同細(xì)胞、以不同的方式加工不同的多肽。

某些沒有生物活性的蛋白原進入高爾基體扁平囊后，在蛋白酶作用下，將蛋白質(zhì)N-端或兩端甚至肽鏈內(nèi)部某些序列切除形成成熟多肽，如白蛋白、胰島素、胰高血糖素以及神經(jīng)肽等。這些成熟蛋白可直接分泌到細(xì)胞外(如白蛋白)，或通過神經(jīng)或體液信號分泌到細(xì)胞外(如胰島素)。高爾基體對蛋白原的加工蛋白原的水解成熟

實例：胰島素原多余肽段的水解、二硫鍵的形成，空間結(jié)構(gòu)的正確形成2、蛋白質(zhì)的水解加工高爾基復(fù)合體的功能之一：細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)加工合成的重要場所真核細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)成員高爾基體的主要功能蛋白質(zhì)化學(xué)修飾蛋白質(zhì)加工改造蛋白質(zhì)分揀運輸生物膜成分更新真核細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)成員返回上一層溶酶體(lysosome)溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)溶酶體的基本類型溶酶體的化學(xué)組成溶酶體的基本功能真核細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)成員溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)廣泛分布于除成熟紅細(xì)胞以外的所有真核細(xì)胞中；細(xì)胞的“消化器官”、“清道夫”；由一層單位膜形成的囊泡狀結(jié)構(gòu)；富含酸性水解酶（最適pH=5）：酸性磷酸酶(標(biāo)志酶)。Thelysosomeslooklike

storagegranules

inshapeandtakemanyforms.LysosomescanvarywidelyinsizeSotheyarecalledheterotypeorganelles.Lysosomescontainmorethan30definedhydrolyticenzymes(acidhydrolases)thatbreakdownmacromoleculessuchasnucleicacids,proteins,andpolysaccharides.So,Lysosomesarecells’garbagedisposalsystem.MembranousorganellecontaininglargequantitiesofhydrolyticenzymesTherearemoreglycoproteinsandtheyarehighlyglycosylation,whichtheoligosaccharidesaretowardstheinnersurfaceofmembraneprotectingthemembraneitselffromdegradationbyitsownenzymes.溶酶體的超微結(jié)構(gòu)

溶酶體內(nèi)含有多種水解酶，目前發(fā)現(xiàn)有60多種水解酶，絕大多數(shù)是酸性水解酶，最適pH大約在4～6。溶酶體中的水解酶主要包括核酸酶、蛋白酶、核苷酶、脂酶、磷酸酶和硫酸脂酶等六大類。其中酸性磷酸酶是溶酶體的標(biāo)志酶。組織化學(xué)多采用Gomori方法顯示。溶酶體的酶

初級溶酶體（primarylysosome）直徑約0.2~0.5um，有多種酸性水解酶，但沒有活性，包括蛋白酶，核酸酶、脂酶、磷酸酶等60余種，反應(yīng)的最適PH值為5左右。溶酶體的類型Secondarylysosome次級溶酶體（secondarylysosome）是正在進行或完成消化作用的溶酶體，內(nèi)含水解酶和相應(yīng)的底物，可分為自噬溶酶體（autophagolysosome）和異噬溶酶體(phagolysosome)。肝細(xì)胞脂褐質(zhì)殘體（residualbody）又稱后溶酶體（post-lysosome）已失去酶活性，僅留未消化的殘渣，故名。殘體可通過外排作用排出細(xì)胞，也可能留在細(xì)胞內(nèi)逐年增多，如表皮細(xì)胞的老年斑，肝細(xì)胞的脂褐質(zhì)。溶酶體的功能細(xì)胞內(nèi)消化：如高等動物內(nèi)吞低密脂蛋白獲得膽固醇，單細(xì)胞真核生物利用溶酶體消化食物。自體吞噬：清除無用的生物大分子，衰老細(xì)胞、細(xì)胞器、個體發(fā)育中多余的細(xì)胞。許多生物大分子的半衰期只有幾小時至幾天，肝細(xì)胞中線粒體的平均壽命約10天左右。防御作用：如巨噬細(xì)胞殺死病原體。參與分泌過程的調(diào)節(jié)：如將甲狀腺球蛋白降解成有活性的甲狀腺素。形成精子的頂體。溶酶體的發(fā)生在高爾基體的trans面以出芽的方式形成：前溶酶體蛋白→N-連接的糖基化→高爾基體→磷酸轉(zhuǎn)移酶識別信號斑→將N-乙酰葡糖胺磷酸轉(zhuǎn)移在1~2個甘露糖殘基上→在中間膜囊切去N-乙酰葡糖胺形成M6P配體→與trans膜囊上M6P受體結(jié)合→通過clathrin衣被包裝成運輸小泡→與晚期的內(nèi)體融合，受體解離→切除甘露糖殘基上的磷酸。

溶酶體蛋白酶前體在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔糖基化，加上含有甘露糖的低聚糖鏈，后者通過轉(zhuǎn)運囊泡轉(zhuǎn)移到高爾基體順面扁囊。在高爾基體順面扁囊，酶蛋白前體低聚糖鏈中的甘露糖殘基被磷酸化，形成6-磷酸甘露糖，磷酸化后的蛋白酶前體逐級通過扁平囊加工、修飾，最終成為成熟蛋白。高爾基體反面扁囊存在6-磷酸甘露糖的受體，后者與酶蛋白低聚糖鏈上的6-甘露糖通過識別、結(jié)合，形成有被小泡；有被小泡脫衣被后與細(xì)胞質(zhì)內(nèi)酸性囊泡（內(nèi)體）融和形成大囊泡。在融和囊泡內(nèi)，因酸性環(huán)境導(dǎo)致6-磷酸甘露糖與其受體分離，形成空載的受體囊泡和含酶蛋白的囊泡。受體囊泡返回高爾基體循環(huán)再利用，酶蛋白小泡內(nèi)6-磷酸甘露糖去磷酸化，最終形成成熟的溶酶體酶蛋白。

溶酶體酶蛋白的分揀運輸細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選與膜泡運輸?shù)鞍踪|(zhì)分選（Proteinsorting）:Proteinmoleculesmovefromthecytosoltotheirtargetorganellesorcellsurfacedirectedbythesortingsignalsintheproteins一、蛋白質(zhì)分選的基本途徑與類型蛋白質(zhì)分選的兩條途徑細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體、葉綠體、過氧化物酶體、細(xì)胞核粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)溶酶體、細(xì)胞膜、分泌到細(xì)胞外、留在高爾基體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中高爾基體蛋白質(zhì)分選的三種機制：GatedTransport:TransportthroughnuclearporesTransmembranetransport:ER,Mit,Chl,PerVesiculartransport:ER-Golgi-Lys，Endosome，PM,細(xì)胞核蛋白的靶向輸送-----選擇性的門控轉(zhuǎn)運目錄肽鏈轉(zhuǎn)位，輸入因子解聚4-8氨基酸GTPase二、蛋白質(zhì)分選的原理細(xì)胞內(nèi)合成的蛋白質(zhì)之所以能夠定向的轉(zhuǎn)運到特定的細(xì)胞器取決于兩個方面：其一是蛋白質(zhì)中包含特殊的信號其二是細(xì)胞器上具特定的信號識別裝置（分選受體，sortingreceptor）。1、蛋白質(zhì)分選信號信號序列（signalsequence）：存在于蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)上的線性序列，通常15-60個氨基酸殘基；信號序列對所引導(dǎo)的蛋白質(zhì)沒有特異性要求信號肽導(dǎo)肽信號斑（signalpatch）：存在于完成折疊的蛋白質(zhì)中，構(gòu)成信號斑的信號序列之間可以不相鄰，折疊在一起構(gòu)成蛋白質(zhì)分選的信號。signalsequenceandsignalpatch幾種典型的蛋白分選信號信號功能信號序列蛋白進入ER+H3N-Met-Met-Ser-Phe-Val-Ser-Leu-Ler-Leu-Val-Gly-Ile-Leu-Phe-Trp-Ala-Thr-Glu-Ala-Glu-Gln-Leu-Thr-Lys-Cys-Glu-Val-Phe-Gln-滯留在ER中Lys-Asp-Glu-Leu-COO-蛋白進入線粒體H3N-Met-Leu-Ser-Leu-Arg-Gln-Ser-Ile-Arg-Phe-Phe-Lys-Pro-Ala-Thr-Arg-Thr-Leu-Cys-Ser-Ser-Arg-Tyr-Leu-Leu-進入細(xì)胞核Pro-Pro-Lys-Lys-Arg-Lys-Val進入過氧化物酶體Ser-Lys-Leu-３.共轉(zhuǎn)移與后轉(zhuǎn)移共轉(zhuǎn)移：肽鏈邊合成邊轉(zhuǎn)移的方式由于信號肽又是引導(dǎo)肽鏈進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的一段序列，又稱開始轉(zhuǎn)移序列（starttransfer

sequence）；起始轉(zhuǎn)移序列——信號肽停止轉(zhuǎn)移系列——與膜緊密結(jié)合不轉(zhuǎn)移至ER腔的序列

起始轉(zhuǎn)移序列和停止轉(zhuǎn)移系列決定蛋白的跨膜情況后轉(zhuǎn)移：蛋白合成完成后再轉(zhuǎn)移的方式如線粒體蛋白其指導(dǎo)轉(zhuǎn)移的序列稱導(dǎo)肽共轉(zhuǎn)移（cotranslocation）:肽鏈在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上邊合成邊轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中信號肽序列被信號肽酶切除→完全進入腔若有停止轉(zhuǎn)移信號（stoptransfersequence，與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜有極強的親合力）:形成跨膜蛋白線粒體和葉綠體蛋白質(zhì)的運送與組裝后轉(zhuǎn)移（posttranslocation）:蛋白質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成以后在某種信號指導(dǎo)下再轉(zhuǎn)移到線粒體、葉綠體、過氧化物酶體等細(xì)胞器中的轉(zhuǎn)移方式.這類信號序列稱導(dǎo)肽（leaderpeptide）或轉(zhuǎn)運肽（transitpeptides):線粒體蛋白質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成起始階段形成的N－端的信號序列。20-80個氨基酸殘基含有豐富的帶正電荷的堿性氨基酸，特別是精氨酸，有助于前導(dǎo)肽進入帶負(fù)電荷的基質(zhì)中。羥基氨基酸含量也高幾乎不含帶負(fù)電荷的酸性氨基酸可形成既具親水性又具疏水性的a螺旋結(jié)構(gòu)定位于線粒體基質(zhì)的蛋白質(zhì)的運送線粒體蛋白的靶向輸送導(dǎo)肽Hsp60替換Hsp70定位于線粒體內(nèi)膜或膜間隙的蛋白質(zhì)運送葉綠體蛋白質(zhì)的運送及組裝SomeSignalSequencesFunction

of

Signal ExampleofSignalSequence ImportintoER +H3N-Met-Met-Ser-Phe-Val-Ser-Leu-Leu-Leu-Val-Gly- Ile-Leu-Phe-Trp-Ala-Thr-Glu-Ala-Glu-Gln-Leu-Thr-Lys- Cys-Glu-Val-Phe-Gln-RetentioninlumenofER -Lys-Asp-Glu-Leu-COO-Importintomitochondria +H3N-Met-Leu-Ser-Leu-Arg-Gln-Ser-Ile-Arg-Phe-Phe- Lys-Pro-Ala-Thr-Arg-Thr-Leu-Cys-Ser-Ser-Arg-Tyr- Leu-Leu-Importintonucleus -Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-Importintoperoxisomes -Ser-Lys-Leu-Positivelychargedaminoacidsareshowninred,andnegativelychargedaminoacidsingreen.Anextendedblockofhydrophobicaminoacidsisshowninblue.

+H3Nindicatestheaminoterminusofaprotein;COO-indicatesthecarboxylterminus.三、胞內(nèi)膜泡運輸膜泡是被包被的大多數(shù)運輸小泡是在膜的特定區(qū)域以出芽的方式產(chǎn)生的。其表面具有一個籠子狀的由蛋白質(zhì)構(gòu)成的衣被（coat）。這種衣被在運輸小泡與靶細(xì)胞器的膜融合之前解體。衣被類型：已知三類COPIICOPI網(wǎng)格蛋白（clathrin）主要作用：選擇性的將特定蛋白聚集在一起，形成運輸小泡如同模具一樣決定運輸小泡的外部特征馬達蛋白牽引衣被小泡沿微管運輸在馬達蛋白（motorprotein）的牽引下，可將膜泡運到特定的區(qū)域胞質(zhì)中微管motorprotein分為兩大類：驅(qū)動蛋白（kinesin），趨向微管正極；動力蛋白（dynein），趨向微管負(fù)極；三、胞內(nèi)膜泡運輸1、COPⅡ衣被小泡運輸途徑：介導(dǎo)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體的物質(zhì)運輸。COPII衣被由多種蛋白質(zhì)構(gòu)成，Sec23/Sec24復(fù)合體在內(nèi)，Sec13/Sec31復(fù)合體覆蓋在外層。大多數(shù)被運輸?shù)目缒さ鞍资侵苯咏Y(jié)合在COPII衣被上，少數(shù)跨膜蛋白和多數(shù)可溶性蛋白通過受體與COPII衣被結(jié)合。分選信號位于跨膜蛋白胞質(zhì)面的結(jié)構(gòu)域，形式多樣COPIIVesicles2、COPI衣被小泡功能：負(fù)責(zé)回收、轉(zhuǎn)運內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逃逸蛋白（escapedproteins）返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)回收信號，即內(nèi)質(zhì)網(wǎng)駐留信號(ERretentionsignal)：Lys-Asp-Glu-Leu（KDEL）。COPI還可以介導(dǎo)高爾基體不同區(qū)域間的蛋白質(zhì)運輸。ER駐留蛋白的運輸高爾基體膜:有識別KDEL信號的受體,形成小泡,將逃逸的蛋白送回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜蛋白(如SRP受體)在C端有一個不同的回收信號,通常是Lys-Lys-X-X（KKXX），能與COPI包被識別結(jié)合。Lys-Asp-Glu-Leu（KDEL）CopIVesiclesCOPI由7種蛋白組成,COPαββ’γδεζ,

CopIandCopIIVesicles3、網(wǎng)格蛋白有被小泡相關(guān)運輸途徑：質(zhì)膜→內(nèi)體，高爾基體→內(nèi)體，高爾基體→溶酶體、植物液泡。網(wǎng)格蛋白(clathrin)結(jié)構(gòu)：由3個重鏈和3個輕鏈組成，形成一個具有3個曲臂的形狀。許多網(wǎng)格蛋白的曲臂部分交織在一起，形成具有5邊形網(wǎng)孔的籠子。ClathrincoatedvesiclesSelectivetransportbyclathrincoatedvesicles銜接蛋白(adaptin)：介于網(wǎng)格蛋白與配體受體復(fù)合物之間，起連接作用。目前至少發(fā)現(xiàn)4種，分別結(jié)合不同類型的受體，形成不同性質(zhì)的轉(zhuǎn)運小泡。

當(dāng)網(wǎng)格蛋白有被小泡形成時，可溶性蛋白dynamin聚集成一圈圍繞在芽的頸部，將小泡柄部的膜盡可能地拉近（小于1.5nm），從而導(dǎo)致膜融合，掐斷（pinchoff）衣被小泡。4、coat-recruitmentGTPase衣被是在coat-recruitmentGTPase（為單體GTPase,monomericGTPase）作用下形成的。coat-recruitmentGTPase存在于細(xì)胞質(zhì)中，但處于結(jié)合GDP的失活狀態(tài)。衣被小泡形成時，釋放GDP，結(jié)合GTP而激活。調(diào)節(jié)因子有：鳥苷酸交換因子（guanine-nucleotideexchangefactor,GEF）GTP酶激活蛋白（GTPaseactivatingprotein,GAP）。當(dāng)衣被小泡從膜上釋放后，衣被很快就解體。coat-recruitmentGTPase包括ARF蛋白和SAR1蛋白。ARF參與高爾基體上網(wǎng)格蛋白衣被與COPI衣被的形成。SAR1參與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上COPII衣被的形成。COPIICoatedvesicleCOPIICoatassembly三種衣被小泡的組成和功能衣被類型GTP酶組成與銜接蛋白運輸方向clathrinARFClathrin重鏈與輕鏈，AP2質(zhì)膜→內(nèi)體Clathrin重鏈與輕鏈，AP1高爾基體→內(nèi)體Clathrin重鏈與輕鏈，AP3高爾基體→溶酶體，植物液泡COPIARFCOPαββ’

γδεζ高爾基體→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)COPIISar1Sec23/Sec24復(fù)合體，Sec13/31復(fù)合體，Sec16內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體根據(jù)胞吞的物質(zhì)是否具有專一性，胞吞作用分為：非特異性胞吞作用受體介導(dǎo)的胞吞作用（Receptor-mediatedendocytosis）：是大多數(shù)動物細(xì)胞通過網(wǎng)格蛋白有被小泡從胞外基質(zhì)攝取特定大分子的有效途徑。5、受體介導(dǎo)的胞吞作用受體介導(dǎo)的胞吞過程配體(Ligand)：營養(yǎng)物有害物質(zhì)免疫物質(zhì)信號物質(zhì)6、胞吐途徑組成型的胞吐途徑（constitutiveexocytosispathway）所有真核細(xì)胞連續(xù)分泌過程用于質(zhì)膜更新（膜脂、膜蛋白），胞外基質(zhì)組分、營養(yǎng)或信號分子分泌defaultpathway：除某些有特殊標(biāo)志的駐留蛋白和調(diào)節(jié)的分泌泡外，其余蛋白的轉(zhuǎn)運途徑：粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體→分泌泡→細(xì)胞表面6、胞吐途徑調(diào)節(jié)型外排途徑（regulatedexocytosispathway）特化的分泌細(xì)胞儲存——刺激——釋放產(chǎn)生分泌物（如激素、粘液或消化酶）具有共同的分選機制，分選信號存在于蛋白本身，分選主要由高爾基體TGN上的受體類蛋白來決定囊泡與囊泡轉(zhuǎn)運

網(wǎng)格蛋白有被小泡,有兩個來源：1、高爾基體反面囊泡出芽，向溶酶體及細(xì)胞外轉(zhuǎn)運物質(zhì)2、受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用，將外來物質(zhì)轉(zhuǎn)運至細(xì)胞內(nèi)

COPⅡ有被小泡：來源與粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，負(fù)責(zé)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基復(fù)合體的物質(zhì)轉(zhuǎn)運

COPⅠ有被小泡：來源于高爾基體，主要負(fù)責(zé)回收內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逃逸蛋白網(wǎng)格蛋白COPICOPII網(wǎng)格蛋白囊泡的來源與類型7、溶酶體的發(fā)生初級溶酶體是在高爾基體的trans面以出芽的形式形成Transportofnewlysynthesizedhydrolasestolysosomes高爾基體TGN通過對M6P的識別將溶酶體的酶分選出來溶酶體的酶上都有一個特殊的標(biāo)記∶6-磷酸甘露糖(M6P)7、溶酶體的發(fā)生TargetingofsolublelysosomalenzymestoendosomesandlysosomesbyM-6-Ptag